肌原纖維蛋白與肉制品加工的關系

李慶云 張天嬌

肌原纖維蛋白凝膠特性

肌肉是一個包含很多部分的復雜的生物組織體系，包括肌原纖維收縮蛋白、肌漿蛋白、多肽、游離氨基酸和游離核苷酸等。肌原纖維蛋白是一種鹽溶性蛋白質，是肌肉中最重要的蛋白質之一，它主要是由肌球蛋白、肌動蛋白和肌動球蛋白組成的一種復雜的蛋白復合體，約占總蛋白含量的40%-60%，肌原纖維蛋白在肌肉體系中發揮著重要作用，是肌肉蛋白質的最主要成分，能在肉品加工過程中賦予產品良好的粘結性和質構性，還在賦予肉制品許多期望的理化特性和感官品質方面有重要作用。

肌原纖維蛋白能在熱誘導或壓力誘導等影響下能夠形成凝膠。其凝膠特性會影響肉制品的結構特性和加工特性。肌原纖維蛋白的凝膠特性是肌肉制品中最重要的加工特性之一，其凝膠的流變學特性和質構特性與凝膠類肉制品的感官特性、保油性、保水性、彈性、乳化性乃至產率等都有著十分密切的聯系。

肌原纖維蛋白凝膠特性的影響因素

蛋白質熱誘導凝膠的形成和維持過程主要依靠的作用力是疏水作用、離子鍵等物理作用力。此外，有些蛋白質分子之間含有巰基，巰基之間的相互作用力對蛋白質熱誘導凝膠的形成也具有重要的作用。因此，蛋白質凝膠特性受到很多外在和內在條件的影響，外在條件主要包括pH值、加熱溫度、離子強度、鹽濃度以及添加的其他物質（如膳食纖維、磷酸鹽、淀粉）等。其中，離子強度能夠影響蛋白質分子之間的相互作用力，進而影響到凝膠結構的形成。此外，Hermansson等[10， 11]指出蛋白凝膠的微觀結構也會受到離子強度的影響，他們指出在較低的離子強度下（0.25 mol/L KCl）形成的凝膠結構是細鏈的聚合體狀，而在較高的離子強度下（0.6 mol/L KCl），形成的凝膠結構是粗鏈的聚合體狀。有研究指出離子強度能夠影響肌原纖維蛋白的溶脹，當離子強度降低至相當于0.01 mol/L的NaCl時，肌球蛋白之間的頭頭結合現象不再出現，當離子強度的不斷增加，形成的凝膠網絡結構會更加致密。此外，鹽的濃度和蛋白溶液pH值的改變也會影響蛋白質的熱誘導凝膠特性。

鹽濃度會影響蛋白質的溶解度，進而影響蛋白質熱誘導凝膠過程中網絡結構的形成;蛋白溶液pH值會通過改變蛋白質熱誘導凝膠過程中蛋白質-蛋白質的相互作用等發揮作用。在一定的離子強度范圍內，當pH遠離蛋白質的等電點時，蛋白質之間由于靜電斥力的存在，會影響蛋白質聚集體的形成，從而不能形成穩定的凝膠結構，形成不規則的線性多聚體;當pH接近蛋白質的等電點時，蛋白質之間會在疏水作用的影響下，形成凝膠網絡結構。在肉類及其制品加工過程中，肌原纖維蛋白是形成熱誘導凝膠的主要成分，但加工過程中添加的一些其他功能性成分也會對硬度、凝膠保水性、多汁性、出品率等有一定的影響。有研究表明通過在肉品加工過程中加入海藻粉、變性淀粉、卡拉膠、大豆分離蛋白等成分能提高其熱誘導凝膠特性，進而影響到肉制品的品質特性。

影響蛋白質凝膠特性的內在因素主要包括蛋白的主要組成成分和蛋白質的濃度等。有研究表明，在較高的蛋白濃度條件下，蛋白質凝膠的保水性和硬度要高于在較低的蛋白濃度條件下形成的蛋白凝膠保水性和硬度;在相同的蛋白濃度條件時，肌球蛋白的凝膠保水性和硬度要比肌原纖維蛋白的凝膠保水性和硬度好。

肉類及其制品中的蛋白質是人類食物中蛋白質的重要來源，在肉類及其制品中，氯化鈉對形成肉制品良好風味和口感具有重要作用。近年來，人們對肉類及其制品的需求量呈上升趨勢，肉制品成為膳食中鈉鹽的重要來源[18]。在發達國家的飲食中，超過20%-30%的鈉攝入來源于肉類產品。氯化鈉是肉品加工中最常用的一種成分，氯化鈉不僅能賦予肉制品較好的加工特性，還能使使加工肉制品具有良好的咸味和風味，在加工肉制品中，氯化鈉的主要作用有以下幾個方面：

（1）提高肉品的感官咸度，增加肉制品的風味強度

氯化鈉分子中的的咸味主要來源于Na+和Cl-協同作用的的結果。Matulis等[20]發現在富含脂肪的肉制品中，增加氯化鈉的添加量，能夠明顯增強肉制品的咸味強度。此外，氯化鈉具有較好的結合脂肪的特性，能和肉制品中的脂肪相互作用，提高肉制品的風味強度，也有研究報道食鹽不僅能夠增加肉制品的咸度，更能增加其風味強度 。Ruusunen等報道脂肪的含量也和咸味的形成存在一定的關系。在肉制品中，能夠被感知的咸味和風味強度取決于氯化鈉的添加量。

（2）提高肉品的離子強度，增加肉制品的質構特性

加入氯化鈉能夠提高肉制品的離子強度，進而增加肌原纖維蛋白的溶解度，加熱后，這些肌纖維蛋白發生變性，將脂肪和水分緊緊包裹起來，從而提高其水化能力以及與水結合的能力，并最終提高蛋白質的結合特性，改善肉制品的質構特性。一定濃度的氯化鈉還可以使肌肉組織中的肌原纖維蛋白片段破碎，促進其不斷的溶解滲出，肌原纖維蛋白溶解后，水和脂肪的相互作用得到加強，進而提高了肉制品的產率和保水性。添加氯化鈉還可以減少肉類及其制品的蒸煮損失，提高多汁性和嫩度。

（3）增加肉品的保藏時間，具有防腐保鮮的作用

早在遠古時代，食鹽就被用來保存食物，這主要是因為氯化鈉可以通過脫水作用和滲透作用使肉制品中的水分含量降低，從而顯著降低肉品中的水分活度，進而抑制肉品中微生物的生長和繁殖，達到延長肉制品貨架期的目的。有研究指出當肉品中氯化鈉的濃度達到5%時，厭氧菌的生長可以被完全抑制，氯化鈉的濃度達到10%時大部分細菌的生長都會被抑制。Whiting 等指出將法蘭克福香腸中的氯化鈉含量減少60%達到1.5%時，自然菌群的抑制作用被減弱，更快速地增長。豬肉中氯化鈉的含量減少50%達到1.25%時，乳酸桿菌的生長會加速。

雖然氯化鈉對保證人體正常的生理機能起著重要作用，而且是肉類制品加工生產中必不可少的一種組成成分，對提高產品的風味強度、質構特性、保水性、產率等具有重要作用，同時還能降低肉品中的水分含量，延長貨架期。但是過量的攝入鈉鹽，會給人體帶來很多不利的影響。世界衛生組織指出，如果每天減少2.9 g的食鹽攝入量就能減少22%因中風而死亡、16%因冠心病而死亡的人數;同時建議每人每日食鹽的攝入量應為5-6 g。中國營養學會根據實際的調查情況，建議每人每日的食鹽攝入量不超過6 g。

攝入過量得鈉鹽會增加高血壓的患病風險。高血壓會增加中風和心血管疾病的發病率，從而增加過早死的風險。此外，有研究指出，攝入過量的鈉與患冠狀動脈心臟病的風險直接相關，這是獨立于包括高血壓在內的其他心血管疾病的危險因素。此外，攝入過量的鈉會導致鈣離子的流失增加，加重糖尿病，甚至還會增加某些癌癥的發病率，大量研究表明，減少食鹽攝入量有助于降低人體血壓。因此，減少日常膳食中鈉鹽的攝入量越來越引起生產者和消費者的關注。